JP3767767B2 - 充電制御方法及び充電制御装置 - Google Patents
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Description
【目次】
以下の順序で本発明を説明する。
【0002】
発明の属する技術分野
従来の技術(図17及び図18)
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
発明の実施の形態
(1)第1の実施の形態(図1〜図3)
(2)第2の実施の形態(図4及び図5)
(3)第3の実施の形態(図6〜図10)
(4)他の実施の形態(図11〜図16)
発明の効果
【0003】
【発明の属する技術分野】
本発明は充電制御方法及び充電制御装置に関し、例えば定電圧定電流回路を有する充電装置によつて電池パツクの二次電池を充電する充電制御方法及び充電制御装置に適用して好適なものである。
【0004】
【従来の技術】
近年、携帯電話機やカメラ一体型VTR等、ポータブル電子機器においては、電源として二次電池(例えばリチウムイオン電池)が使用されている。これらのポータブル電子機器には、高容量の二次電池を収納する電池パツクが搭載されており、この電池パツクを電源として用いることにより、これらのポータブル電子機器を携帯して使用できるようになされている。
【0005】
そのため、これらのポータブル電子機器を使用するときには、その使用に先立つて二次電池をまず充電する必要がある。二次電池を充電する場合には、定格値より大きい出力電圧及び出力電流を二次電池に与えると、当該二次電池が損傷する恐れがある。従つて充電装置としては、一般に定電圧定電流回路を有しており、当該定電圧定電流回路によつて定格値よりも大きい出力電圧及び出力電流を二次電池に与えないようにしている。
【0006】
また電池パツクとしては、充電時における二次電池への過充電、又は放電時における二次電池からの過放電を防止するために、電池パツク内に保護回路が設けられており、二次電池の電圧値に基づいて過充電状態又は過放電状態を検出した場合に二次電池の電気経路を遮断して二次電池を保護するようになされている。
【0007】
ここで、このような充電装置を用いて電池パツクに収納されている二次電池を充電する充電制御方法を図17に示す。充電装置1及び電池パツク2は、接続端子T1、T2を介して電気的に接続されることにより電池パツク2の二次電池BTに対して充電を開始する。
【0008】
充電装置1は、定電圧定電流回路3を有しており、入力端子A及びBを介して直流電源として接続されたACアダプタ(図示せず)からの入力電圧及び入力電流を使用して、定格値以下の出力電流及び定格値以下の出力電圧を電池パツク2の二次電池BTに供給する。
【0009】
この場合、充電装置1は定格値以下の出力電流(1[C]以下)及び出力電圧(基準充電電圧4.2[V])を二次電池BTに供給すると共に、定電圧定電流制御回路4によつて定電圧定電流回路3の出力電圧及び出力電流を制御して定格値以上の出力電圧及び出力電流を供給しないようにしている。
【0010】
すなわち、充電装置1は適合外の出力電圧及び出力電流を有する直流電源が入力端子A及びBを介して供給されると、定電圧定電流回路3に定格値以上の入力電流や入力電圧が供給されることになり、この結果として定格値以上の発熱が定電圧定電流回路3に発生して当該定電圧定電流回路3が損傷することになる。このような定電圧定電流回路3の損傷を防止するために、定電圧定電流制御回路4は定電圧定電流回路3の出力電圧及び出力電流を制御し、当該定電圧定電流回路3の損傷を防止するようになされている。
【0011】
実際上、定電圧定電流制御回路4は定電圧定電流回路3によつて供給される出力電圧の電圧値を検出する電圧検出回路6が設けられており、電圧検出結果を制御回路7に出力する。また定電圧定電流制御回路4は、入力端子Bと二次電池BTの負極との間に、直流電源によつて供給される入力電流の電流値を検出する電流検出回路8が設けられており、電流検出結果を制御回路7に出力する。制御回路7は、電圧検出結果が所定の電圧定格値以上であつた場合に定電圧定電流回路3の出力を停止し、また電流検出結果が所定の電流定格値以上であつた場合にも定電圧定電流回路3の出力を停止する。
【0012】
一方、電池パツク2においては、充電時における二次電池BTへの過充電を防止するために保護回路9が設けられると共に、二次電池BTの電圧値を検出する電圧検出回路10及び、二次電池BTに供給される電流値の検出と抵抗素子の両端電圧の電位差に基づいて電気経路を流れる電流方向を検出する電流検出回路11が設けられている。
【0013】
保護回路9は、電圧検出回路10からの電圧検出結果が過充電状態又は過放電状態であつた場合、制御回路12によつてスイツチング回路13をオフ状態にすることにより、電池パツク2の電気経路を遮断して二次電池BTに対する充電及び放電を停止する。これにより、電池パツク2は保護回路9によつて二次電池BTの損傷が防止されるようになされている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ところでかかる構成の充電装置1及び電池パツク2においては、充電装置1の電圧検出回路6の閾電圧を、電池パツク2の電圧検出回路10の閾電圧よりも低く設定することにより、定電圧定電流回路3が過充電電圧及び過充電電流を出力したときに、電池パツク2の保護回路9よりも先にその出力を停止する。
【0015】
この場合、図18に示すように充電装置1が電池パツク2に供給する基準充電電圧は4.2[V]であるが、そのときの電圧検出回路6による検出結果は検出回路のばらつき特性(± 0.05[V])を含む検出電圧範囲V1( 4.15[V]〜4.25[V] )となる。また電池パツク2の保護回路9が動作する過充電電圧は 4.35[V]であり、電圧検出回路10による検出結果は検出回路のばらつき特性(± 0.05[V])を含む検出電圧範囲V2( 4.30[V]〜4.40[V] )となる。
【0016】
従つて、充電装置1では電圧検出回路6の検出結果が検出電圧範囲V1( 4.15[V]〜4.25[V] )内であればそのまま充電を続行するが、検出電圧範囲V1の範囲外になつた場合には定電圧定電流制御回路4により定電圧定電流回路3の出力を停止する。ところが、充電装置1による充電中に定電圧定電流回路3や定電圧定電流制御回路4が故障して電池パツク2の二次電池BTに検出電圧範囲V2( 4.30[V]〜4.40[V] )の過充電電圧が供給されたような場合、電池パツク2では保護回路9によりスイツチング回路13をオフ状態にすることにより電気経路を遮断して二次電池BTを保護する。
【0017】
このように充電装置1における電圧検出回路6の電圧検出範囲V1( 4.15[V]〜4.25[V] )と、電池パツク2における電圧検出回路10の電圧検出範囲V2( 4.30[V]〜4.40[V] )とがそれぞれ異なつているため、電池パツク2の保護回路9が働く前に、充電装置1が定電圧定電流回路3の出力を先に停止してしまうことになり、円滑な充電制御を行うことができなかつた。
【0018】
従つて、電池パツク2の保護回路が動作する検出電圧範囲V2( 4.30[V]〜4.40[V] )が充電装置1に比べて高いため、充電装置1の電圧検出回路6が正常に動作しなくなつた場合に、保護回路9が動作する検出電圧範囲V2( 4.30[V]〜4.40[V] )に合わせて過充電状態( 4.40[V])に耐え得る安全性を二次電池BTに持たせなければならないという問題があつた。
【0019】
またこの場合、電池パツク2では保護回路9が動作する検出電圧範囲V2( 4.30[V]〜4.40[V] )が充電装置1に比べて高いため、万一保護回路9が正常に動作しなくなつた場合には二次電池BTが瞬時に破損してしまうことを防止し得ないという問題があつた。
【0020】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、充電時に二次電池を安全に充電制御し得る充電制御方法及び充電制御装置を提案しようとするものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、充電装置と電池装置とを第1の接続端子及び第2の接続端子を介して電気的に接続し、充電装置によつて電池装置の二次電池を充電する場合、充電装置の定電圧定電流回路によつて一定電圧及び一定電流が二次電池に供給された場合、充電装置に設けられた第1の検出回路により定電圧定電流回路の出力電圧を検出した結果得られる第1の検出信号を充電装置に設けられた優先制御回路へ出力すると共に、第1の検出回路と同一特性でなる電池装置に設けられた第2の検出回路により二次電池の充電電圧を検出した結果得られる第2の検出信号を優先制御回路へ第3の接続端子を介して出力し、充電装置に設けられた第1の検出回路により検出された第1の検出信号を電池装置に設けられた保護回路へ第3の接続端子を介して出力すると共に、充電装置に設けられた第2の検出回路により結果された第2の検出信号を保護回路へ出力し、優先制御回路に対して先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号が第1の電流レベルを超えると、定電圧定電流回路の出力を停止し、保護回路に対して先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号が第1の電流レベルよりも高く設定された第2の電流レベルを超えると、二次電池に対する電気経路を遮断して当該二次電池を保護するようにする。
これにより、充電装置に設けられた優先制御回路は先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号が第1の電流レベルを超えたとき定電圧定電流回路の出力を停止し、電池装置に設けられた保護回路は先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号が第1の電流レベルよりも高く設定された第2の電流レベルを超えたとき二次電池に対する電気経路を遮断して当該二次電池を保護することができる。
従つて、第1の検出信号及び第2の検出信号に検出電圧のばらつきがあつた場合でも、先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号に基づいて充電制御することにより検出電圧のばらつきを吸収し得、また先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号の電流レベルに基づいて先に定電圧定電流回路の出力を停止させ、次に電気経路を遮断させるように2段階に分けて二次電池を保護することができるので、二次電池を安全に充電することができる。
【0022】
また本発明においては、充電装置と電池装置とを第1の接続端子及び第2の接続端子を介して電気的に接続し、充電装置によつて電池装置の二次電池を充電する場合、充電装置の定電圧定電流回路によつて一定電圧及び一定電流が二次電池に供給された場合、充電装置に設けられた第1の検出回路により定電圧定電流回路の出力電圧を検出した結果得られる第1の検出信号を定電圧定電流回路へ出力すると共に、第1の検出回路と同一特性でなる電池装置に設けられた第2の検出回路により二次電池の充電電圧を検出した結果得られる第2の検出信号を定電圧定電流回路へ第3の接続端子を介して出力し、定電圧定電流回路に対して先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号が第1の電流レベルを超えると、当該定電圧定電流回路の出力を停止し、定電圧定電流回路に対して先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号が第1の電流レベルよりも高く設定された第2の電流レベルを超えると、当該定電圧定電流回路からの制御命令に従い電池装置に設けられた保護回路により二次電池に対する電気経路を遮断して当該二次電池を保護するようにする。
これにより、充電装置は定電圧定電流回路に先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号が第1の電流レベルを超えたとき定電圧定電流回路自身の出力を停止し、定電圧定電流回路に先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号が第1の電流レベルよりも高く設定された第2の電流レベルを超えたとき、当該定電圧定電流回路から電池装置に設けられた保護回路に供給される制御命令に応じて二次電池に対する電気経路を遮断して当該二次電池を保護することができる。
従つて、第1の検出信号及び第2の検出信号に検出電圧のばらつきがあつた場合でも、先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号に基づいて充電制御することにより検出電圧のばらつきを吸収し得、また先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号の電流レベルに基づいて定電圧定電流回路自身の出力を停止させ、次に電気経路を遮断させるように2段階に分けて二次電池を保護することができるので、二次電池を安全に充電することができる。
【0023】
さらに本発明においては、充電装置と電池装置とを第1の接続端子及び第2の接続端子を介して電気的に接続し、充電装置によつて電池装置の二次電池を充電する場合、充電装置の定電圧定電流回路によつて一定電圧及び一定電流を二次電池に供給することにより充電し、充電装置に設けられた第1の検出回路によつて定電圧定電流回路の出力電圧を検出することにより第1の検出信号を得ると共に、第1の検出回路と同一特性を有する電池装置に設けられた第2の検出回路によつて二次電池の充電電圧を検出することにより第2の検出信号を得、第1の検出信号による出力電圧又は第2の検出信号による充電電圧が所定の第1電圧レベル以下のとき、定電圧定電流回路の出力電圧レベルを所定の第2電圧レベルまで増大させ、第1の検出信号による出力電圧又は第2の検出信号による充電電圧が所定の第2電圧レベルを超えたとき、定電圧定電流回路の出力電圧レベルを強制的に第1電圧レベルまで低減させる電圧レベル調整ステツプと、第1の検出信号又は第2の検出信号のうち、充電装置に設けられた優先制御回路に対して先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号が第1の電流レベルを超えると、優先制御回路により定電圧定電流回路の出力を停止し、第1の検出信号又は第2の検出信号のうち、電池装置に設けられた保護回路に対して先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号が第1の電流レベルよりも高く設定された第2の電流レベルを超えると、保護回路により二次電池に対する電気経路を遮断して当該二次電池を保護するようにする。
これにより、二次電池に対する充電電圧を第1電圧レベルと第2電圧レベルとの間で切り換え制御することにより短時間で充電し得ると共に、充電装置に設けられた優先制御回路は先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号が第1の電流レベルを超えたとき定電圧定電流回路の出力を停止し、電池装置に設けられた保護回路は先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号が第1の電流レベルよりも高く設定された第2の電流レベルを超えたとき二次電池に対する電気経路を遮断して当該二次電池を保護することができる。
従つて、二次電池に対する充電電圧を第1電圧レベルと第2電圧レベルとの間で切り換えることができるので充電時間を短縮し得、かつ先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号の電流レベルに基づいて定電圧定電流回路自身の出力を停止させ、次に電気経路を遮断させるように2段階に分けて二次電池を保護することができるので、二次電池を安全に充電することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【0026】
(1)第1の実施の形態
図17との対応部分に同一符号を付して示す図1において、15は全体として充電制御装置を示し、充電装置20と電池パツク21とが接続端子T1、T2及びT3を介して電気的に接続されることにより、電池パツク21の二次電池BTに対して充電を開始するようになされている。ここで本発明の実施の形態の場合には、電圧値によつて充電制御する場合を一例として説明するため、電流検出回路に関しては以下省略する。
【0027】
充電装置20は、定電圧定電流回路3から定格値以下の出力電圧及び出力電流を電池パツク21の二次電池BTに供給し、定電圧定電流回路3から出力されている出力電圧を電圧検出回路6により検出し、その検出信号S1を優先制御回路24に出力すると共に、検出信号S1を電池パツク21の保護回路25に出力するようになされている。ここで電圧検出回路6は、閾電圧が基準充電電圧である4.2[V]に設定されており、検出特性として検出時に± 0.05[V]のばらつきが存在している。
【0028】
電池パツク21は、充電された二次電池BTの充電電圧を電圧検出回路22によつて検出し、その検出信号S2を接続端子T3を介して優先制御回路24に出力すると共に保護回路25の制御回路26に出力する。ここで電圧検出回路22は、電圧検出回路6と同一の検出回路であり、閾電圧が基準充電電圧である4.2[V]に同じく設定されていると共に、検出特性として検出時に± 0.05[V]のばらつきが存在している。
【0029】
この場合、優先制御回路24は、電圧検出回路6及び22から先に出力された方(先に到着した方)の検出信号S1又はS2に基づいて定電圧定電流回路3の出力電圧を制御するようになされており、そのときの検出信号S1又はS2が検出電圧範囲V1( 4.15[V]〜4.25[V] )の範囲内であれば、そのままの電圧値で出力電圧を供給する。
【0030】
また優先制御回路24は、検出信号S1又はS2の信号レベルが第1の閾レベルを越えてしまつたときには、定電圧定電流回路3を正常に制御し得なくなるため出力電圧及び出力電流の供給を停止する。ところが定電圧定電流回路3の故障等によつて出力電圧及び出力電流の供給を停止できなかつた場合でも、検出信号S1及びS2は電池パツク21の保護回路25にも出力されている。このため、保護回路25は制御回路26によつて検出信号S1又はS2の信号レベルが第2の閾レベルを越えたときに、スイツチング回路27をオフ状態にすることにより電気経路を遮断して二次電池BTを保護するようになされている。
【0031】
この場合、保護回路25が動作するときの検出信号S1又はS2の信号レベルは従来の保護回路9が検出電圧範囲V2( 4.30[V]〜4.40[V] )の過充電状態で動作するときの電圧レベルに比べて低く設定されており、これにより二次電池BTの電気経路を低い電圧レベルのときに遮断することができ、これにより二次電池BTの安全性を高めることができる。
【0032】
なお、ここでは電池パツク21において、過放電検出用の電圧検出回路23が設けられており、当該電圧検出回路23によつて過放電状態を検出した場合にはその検出結果を制御回路26に出力し、スイツチング回路27をオフ状態にして電池パツク21の電気経路を遮断することにより二次電池BTに対する過放電を防止するようになされている。
【0033】
ここで、図1との対応部分に同一符号を付して示す図2において、電圧検出回路6及び22の回路構成を示す。ここでは電圧検出回路6と電圧検出回路22の回路構成は極性を含めて完全に同一であるため、電圧検出回路6のみを説明する。
【0034】
電圧検出回路6は、定電圧定電流回路3からの出力電圧を検出する2つの抵抗R1及びR2が入力端子A及びB間に設けられ、抵抗R1の一端が定電圧定電流回路3の出力端に接続され、他端が抵抗R2を介して入力端子Bに接続されている。
【0035】
この抵抗R1及びR2の中点電位は、定電圧定電流回路3からの出力電圧を分圧したものであり、比較器P1の反転入力端に入力される。比較器P1は、ツエナダイオードTD1の基準電位を越える出力電圧と抵抗R1及びR2の中点電位とを比較し、定電圧定電流回路3からの出力電圧が中点電位の電圧レベルを越えると電圧の増加と共に急激に電流量が増加する検出信号S1を出力するようになされている。すなわち電圧検出回路6は、定電圧定電流回路3からの出力電圧が4.2[V]を越えたときに検出信号S1を出力する。
【0036】
例えば図3に示すように、検出信号S1は、定電圧定電流回路3からの出力電圧が基準充電電圧(4.2[V])を越えると急峻に電流量が増加する信号であり、優先制御回路24は定電圧定電流回路3の出力を制御するときのコントロール信号としてこの検出信号S1を用いると共に、保護回路25の制御回路26においてもスイツチング回路27を制御するときのコントロール信号としてこの検出信号S1を用いるようになされている。
【0037】
これにより充電装置20の優先制御回路24は、入力された検出信号S1又はS2がA点で示す信号レベル以下のときに定電圧定電流回路3の出力電圧を制御すると共に、このA点を越えると定電圧定電流回路3の出力を停止し、検出信号S1又はS2がB点で示す信号レベルを越えたときには電池パツク21の保護回路25によつてスイツチング回路27をオフ状態にして電気経路を遮断するようになされている。
【0038】
このように優先制御回路24は、検出信号S1又はS2の電流レベルが低い段階(A点)で定電圧定電流回路3の出力電圧を停止できることにより、電池パツク21の保護回路25に先立つて優先的に充電を停止することができる。
【0039】
ところで、電圧検出回路6及び22からそれぞれ供給される検出信号S1及びS2は、それぞれ± 0.05[V]のばらつきを有しているため、完全に同じ検出回路であつても検出結果の異なるケースがある。このような場合でも、優先制御回路24は、電圧検出回路6及び22から先に到着した方の検出信号S1又はS2に基づいて定電圧定電流回路3の出力電圧を制御することにより、常に検出信号S1及びS2のいずれかに基づいて制御し得るようになされている。
【0040】
以上の構成において、充電制御装置15は充電装置20と電池パツク21とが接続端子T1、T2、及びT3を介して互いに接続されると、同じ検出特性を有する電圧検出回路6及び22が接続端子T3を介して互いに接続される。これにより充電装置20は、電圧検出回路6及び22から先に出力された検出信号S1又はS2を優先制御回路24に取り込むことができる。
【0041】
従つて充電装置20は、優先制御回路24が先に到着した方の検出信号S1又はS2に基づいて定電圧定電流回路3の出力電圧を制御することにより、電圧検出回路6及び22が互いに接続されていなかつた場合に充電装置20と電池パツク21とが別々に独立して充電制御してしまうような不都合を解消することができ、かくして円滑な充電制御を行うことができる。
【0042】
さらに充電装置20においては、4.2[V]を越えると急激に立ち上がる検出信号S1又はS2の低い電流レベル(A点)を越えると定電圧定電流回路3の出力を停止し、電池パツク21においては検出信号S1又はS2の高い電流レベル(B点)を越えると保護回路25を動作するようにしたことにより、A点及びB点間の電圧変化が殆どなく電流レベルの変化が大きな検出信号S1又はS2に基づいて定電圧定電流回路3、保護回路25の順に優先制御することができる。
【0043】
この結果電池パツク21においては、保護回路25が動作する動作電圧(V)が基準充電電圧の4.2[V]よりわずかに高くなる(B点)だけで済み、その分二次電池BTに持たせる安全性を低い電圧値に設定することができると共に、二次電池BTの安全性をより向上させることができる。
【0044】
さらに電池パツク21においては、検出信号S1及び検出信号S2の電流レベル(B点)を越えた場合に保護回路25が動作するように設定されているため、例えば専用の充電装置20以外の充電器によつて充電が行われたときでも、電圧検出回路22によつて検出された検出信号S2の電流レベル(B点)を越えた場合に制御回路26が働いてスイツチング回路27をオフ状態にすることにより、過充電状態になる前の低い電圧レベルのときに電気経路を遮断することができ、その分電池パツク21の二次電池BTを安全に保護することができる。
【0045】
以上の構成によれば、充電装置20は二次電池BTの電圧値を検出する電圧検出回路22から出力される検出信号S2と、定電圧定電流回路3の出力電圧を検出する電圧検出回路6から出力される検出信号S1とを優先制御回路24に取り込み、先に到着した方の検出信号S1又はS2の低い電流レベル(A点)に基づいて定電圧定電流回路3の出力電圧を停止し、高い電流レベル(B点)に基づいて保護回路25を動作することにより、充電装置20、電池パツク21の順に優先制御することができ、かくして二次電池BTを安全に充電することができる。
【0046】
(2)第2の実施の形態
次に、第2の実施の形態では、第1の実施の形態において用いた優先制御回路24を用いることなく、充電装置31によつて定電圧定電流回路3の出力電圧を正常に制御し得なくなつたときに、電池パツク21の保護回路25によつて二次電池BTを保護する制御方法について説明する。
【0047】
図1との対応部分に同一符号を付して示す図4において、16は全体として充電制御装置を示し、充電装置31ではまず電圧検出回路6及び22から先に到着した方の検出信号S1又はS2に基づいて定電圧定電流回路3からの出力を停止し、定電圧定電流回路3が正常に動作し得なくなると、定電圧定電流回路3から供給される制御信号S3に基づいて保護回路25の制御回路26がスイツチング回路27をオフ状態にすることにより二次電池BTを保護するようになされている。
【0048】
図2との対応部分に同一符号を付して示す図5において、充電装置31の定電圧定電流回路3の回路構成を説明する。この場合、電圧検出回路6及び22の回路構成は図2と全く同一であるためここでは説明を省略する。定電圧定電流回路3は、入力側にスイツチ素子としてのトランジスタQ1のエミツタが接続され、このトランジスタQ1のコレクタは定電圧定電流回路3の出力側に接続されており、ベースはトランジスタQ2のコレクタに接続されている。
【0049】
トランジスタQ2のエミツタは、抵抗R5を介して接地されており、ベースは制御素子としてのトランジスタQ3のコレクタに接続されると共に、抵抗R6を介してトランジスタQ1のエミツタに接続されている。トランジスタQ3のエミツタは抵抗R7を介して接地されており、ベースは抵抗R8及びR9の接続中点に接続されている。この場合、トランジスタQ3のベースには電圧検出回路6の比較器P1からの出力が抵抗R8及びR9によつて分圧され、バイアスとして供給されるようになされている。
【0050】
また比較器P3は、電圧検出回路6の比較器P1及び電圧検出回路22の比較器P2からの出力が反転入力端に供給されるようになされており、非反転入力端にはツエナダイオードTD3を介して接地されると共に、比較出力(制御信号S3)を保護回路25の制御回路26(図4)に出力するようになされている。
【0051】
このような構成を有する定電圧定電流回路3は、入力端子A及びBを介してACアダプタから直流電源が供給されると、まず抵抗R6を介してトランジスタQ2のベースにバイアス電流が与えられることによりオン状態となり、これによりトランジスタQ1がオン状態になつて動作可能になる。この時点では、定電圧定電流回路3の出力電圧は未だツエナダイオードTD1の基準値以下であるために、電圧検出回路6の比較器P1は検出信号S1を出力しない。従つて、トランジスタQ3がオン状態になることはない。
【0052】
やがて、電池パツク21の二次電池BTが充電され、トランジスタQ1のコレクタから出力される電圧レベルが電圧検出回路6のツエナダイオードTD1の基準値を越えた場合、比較器P1は電圧レベルの増加に比べて電流レベルが急激に増加する検出信号S1を出力する。検出信号S1は、抵抗R8及びR9によつて分圧されてトランジスタQ3のベースに与えられることによりトランジスタQ3がオン状態になる。
【0053】
このため、トランジスタQ2のベース電流がトランジスタQ3のコレクタ側に引かれることにより、トランジスタQ2がオフ状態になり、この結果トランジスタQ1もオフ状態になる。従つて、トランジスタQ1のコレクタからは出力電圧の供給が停止し、これにより再度比較器P1の検出信号S1が出力されなくなるので、トランジスタQ3がオフ状態になり、再びトランジスタQ2及びQ1がオン状態になる。このような動作を繰り返すことにより定電圧定電流回路3は所定の基準充電電圧でなる4.2[V]の出力電圧を二次電池BTに供給するようになされている。
【0054】
ここで、定電圧定電流回路3はトランジスタQ2及びQ1がオン状態のときに、制御素子としてのトランジスタQ3が故障等によつて正常に動作せず、トランジスタQ2及びQ1をオフ状態にすることができなくなると、過充電電圧が供給されてしまうことになる。このとき、比較器P3の反転入力端に供給された検出信号S1の信号レベルがツエナダイオードTD3の基準値を越えることになり、この結果比較器P3は制御信号S3を保護回路25に出力する。
【0055】
すなわち、この場合も図3に示したように検出信号S1又はS2の信号レベルは電圧検出回路の閾電圧(4.2[V])を越えると急激に上ち上がり、検出信号S1又はS2の信号レベルがA点までの範囲内であれば定電圧定電流回路3の出力電圧を制御して供給することができるが、A点の電流レベルを越えると定電圧定電流回路3の出力を停止し、B点の電流レベル(ツエナダイオードTD3の基準値)を越えてしまうと比較器P3から制御信号S3を保護回路25に出力する。
【0056】
電池パツク21においては、検出信号S1又はS2の信号レベルが比較器P3に接続されたツエナダイオードTD3の基準値を越えてしまうと、保護回路25によつて電気経路を遮断することにより二次電池BTを保護するようになされている。
【0057】
以上の構成において、第2の実施の形態における充電制御装置16では、電圧検出回路6及び22から出力される検出信号S1及びS2を直接的に定電圧定電流回路3によつて取り込み、先に到着した方の検出信号S1又はS2の電流レベルが所定レベル(A点)以下であるときには一定の出力電圧を二次電池BTに供給すると共に、所定レベル(A点)を越えると定電圧定電流回路3の出力を停止し、検出信号S1又はS2の電流レベルが所定レベル(B点)を越えたときには、保護回路25によつて電気経路を遮断することにより二次電池BTを保護する。
【0058】
このように充電装置31においては、優先制御回路24(図1及び図2)を設けることなく、2つの電圧検出回路6及び22から先に出力された検出信号S1又はS2に基づいて定電圧定電流回路3の出力電圧を第1に優先して停止し、停止動作を正常に実行し得なくなつたときに、電池パツク21において保護回路25を動作するようにしたことにより、簡易な構成で検出信号S1又はS2の電流レベルの変化に基づく優先制御を実行することができる。
【0059】
以上の構成によれば、充電制御装置16は充電装置31は定電圧定電流回路3から供給される出力電圧を同一の閾電圧でなる電圧検出回路6及び22によつてそれぞれ検出し、先に出力された検出信号S1又はS2に基づいて定電圧定電流回路3の出力電圧を停止し、停止動作を正常に制御し得なくなつたときに、定電圧定電流回路3から出力された制御信号S3に基づいて電池パツク21の二次電池BTを保護するようにしたことにより、検出信号S1又はS2の電流レベルの変化に基づく優先制御を充電装置31、電池パツク21の順に行うことができ、かくして簡易な構成で二次電池BTを安全に充電することができる。
【0060】
(3)第3の実施の形態
第3の実施の形態における充電制御方法を説明する前に、まず従来の一般的な充電制御方法について説明する。従来の充電装置においては定電圧定電流回路から基準充電電圧である4.2[V]の出力電圧を供給して充電を行うと、二次電池BTの充電電圧はやがて4.2[V]に到達する。
【0061】
このとき充電装置は、定電圧定電流回路から出力電圧の供給を一時的に停止するが、出力電圧の供給が停止されると二次電池BTの充電電圧は4.2[V]以下に下がつてしまう。すなわち、この場合の二次電池BTは未だ完全には充電されていない状態である。
【0062】
従つて定電圧定電流回路は、基準充電電圧である4.2[V]の出力電圧を二次電池BTに再度供給し、二次電池BTの充電電圧が4.2[V]に再び到達すると出力電圧の供給を停止する。このように充電装置においては、上述のように定電圧定電流回路から出力電圧の供給及び停止を繰り返すことにより一定の出力電圧を二次電池BTに供給し、出力電圧の供給を停止したときに二次電池BTの充電電圧が4.2[V]以下に下がらなくなると、二次電池BTが完全に充電されたものとして充電処理を終了するようになされている。
【0063】
ところが、このような従来の充電装置における充電制御方法においては、定電圧定電流回路によつて基準充電電圧である4.2[V]の出力電圧を一定して供給することにより二次電池BTを充電しているが、4.2[V]の出力電圧によつて終始充電を行つているために充電時間が長くなつてしまつていた。
【0064】
このような問題を解決するために第3の実施の形態においては、二次電池BTの充電電圧が4.2[V]以下であつたときには4.3[V]の出力電圧によつて二次電池BTを充電し、充電中の二次電池BTの充電電圧が4.3[V]を越えると通常の基準充電電圧である4.2[V]の出力電圧によつて二次電池BTを充電することにより、二次電池BTを短時間で充電し得るようになされている。
【0065】
この場合、図6に示すように、出力電圧Vは所定の時間T1 まで4.3[V]に増加され、充電中の二次電池BTの充電電圧が4.3[V]を越えると、4.2[V]の出力電圧を一定して供給する。出力電流Iは出力電圧Vに応じて電流レベルが変化し、時間T1 以降その電流レベルは徐々に低下していく。従つて、第3の実施の形態では4.2[V]の出力電圧を終始供給する従来の充電方法に比べて、4.3[V]の出力電圧と4.2[V]の出力電圧とを併用することにより、短時間で充電することができる。
【0066】
図1との対応部分に同一符号を付して示す図7において、17は全体として充電制御装置を示し、充電装置50では充電制御回路52が新たに設けられると共に、電池パツク51では充電制御回路53が新たに設けられ、電圧検出回路6及び22に代えて閾電圧を4.2[V]と4.3[V]に交互に切り換えられるように構成された電圧検出回路54及び55が互いに接続された状態で設けられている。
【0067】
これにより充電制御回路52及び53は、電圧検出回路54及び55から供給される検出信号S5及びS6を取り込むことができ、かくして電圧検出回路54及び55から先に出力された方の検出信号S5又はS6に基づいて電圧検出回路54及び55の閾電圧を同じ電圧値(4.2[V]又は4.3[V])に共に切換えるようになされている。これにより、優先制御回路24は電圧検出回路54及び55の閾電圧に応じて出力電圧を制御し、4.2[V]又は4.3[V]の出力電圧を二次電池BTに対して出力し得るようになされている。
【0068】
この場合、充電装置50は定電圧定電流回路3から一定の出力電圧(4.2[V]あるいは4.3[V])を出力することにより二次電池BTを充電するが、定電圧定電流回路3が正常に動作し得なくなると電圧検出回路54及び55から供給される検出信号S5又はS6に基づいて出力を停止する。しかし充電装置50は、定電圧定電流回路3の故障等によつて過充電電圧の供給を停止できない場合、検出信号S5又はS6に基づいて電池パツク51の保護回路25が電気経路を遮断することにより二次電池BTを保護するようになされている。
【0069】
ここで充電制御回路52及び53は、全く同じ回路構成を有しているため充電制御回路52の回路構成についてのみ説明する。充電制御回路52は、電圧検出回路54及び55から先に出力された検出信号S5又はS6を優先検出回路56に入力する。優先検出回路56は、検出信号S5又はS6に基づいて、定電圧定電流回路3から出力される出力電圧が4.2[V]以下であつたと判定した場合には制御信号S7を切換制御回路57に出力する。
【0070】
実際上、電圧検出回路54及び55は閾電圧が4.2[V]に設定されている場合、定電圧定電流回路3から出力される出力電圧が4.2[V]を越えたときに電流レベルが急激に増加する検出信号S5及びS6を出力するようになされており、出力電圧が4.2[V]以下であつたときには検出信号S5及びS6を出力することはない。従つて優先検出回路56は、検出信号S5又はS6が供給されないときに出力電圧が4.2[V]以下であつたと判定し、このとき制御信号S7を切換制御回路57に出力するようになされている。
【0071】
切換制御回路57は、制御信号S7に基づいてスイツチ回路58の接続端子を58A側に切り換える。これにより切換回路(4.3[V])59は、電圧検出回路54の閾電圧を4.3[V]に切り換えるようになされている。因みに、このとき充電制御回路53においても同様の処理が行われており、同時に電圧検出回路55の閾電圧を4.3[V]に切り換えるようになされている。これにより、電圧検出回路54及び55は4.3[V]を検出するようになされ、優先制御回路24は4.3[V]の充電電圧まで定電圧定電流回路3の出力電圧を上げることができ、かくして4.3[V]の出力電圧によつて二次電池BTを充電するようになされている。
【0072】
この結果、電圧検出回路54又は55が4.3[V]を検出すると、当該電圧検出回路54及び55は検出信号S5及びS6を充電制御回路52の優先検出回路56に入力する。優先検出回路56は、電圧検出回路54及び55から先に出力された方の検出信号S5又はS6に基づいて検出電圧が4.3[V]を越えたと判定した場合に制御信号S8を切換制御回路57に出力する。
【0073】
切換制御回路57は、制御信号S8に基づいてスイツチ回路58の接続端子を58B側に切り換える。これにより切換回路(4.2[V])60は、電圧検出回路54の閾電圧を4.2[V]に切り換える。このときも充電制御回路53において、同様の処理が行われており、同時に電圧検出回路55の閾電圧を4.2[V]に切り換えるようになされている。これにより、電圧検出回路54及び55は4.2[V]を検出するようになされ、優先制御回路24は4.2[V]の出力電圧によつて二次電池BTを充電するようになされている。
【0074】
すなわち、第3の実施の形態の充電制御装置17においては、図8に示すように充電装置50及び電池パツク51にそれぞれ設けられた2つの電圧検出回路54及び55のうち、どちらかの検出結果が4.2[V]以下のときに2つの電圧検出回路54及び55の閾電圧を4.3[V]に切り換えることにより定電圧定電流回路3から4.3[V]の出力電圧を二次電池BTに供給し、2つの電圧検出回路54及び55のどちらかが4.3[V]を越えたことを検出すると、再び2つの電圧検出回路54及び55の閾電圧を4.2[V]に切り換えることにより4.2[V]の出力電圧を二次電池BTに供給するようになされている。
【0075】
これにより、この充電制御装置17においては、定電圧定電流回路3の出力電圧を4.2[V]と4.3[V]とに切り換え、4.3[V]の出力電圧と4.2[V]の出力電圧によつて二次電池BTを充電することにより、従来の充電制御方法に比べて充電時間を短縮し得るようになされている。
【0076】
実際上図9に示すように、充電制御回路52及び53は、電圧検出回路54及び55の検出信号S5及びS6の電圧レベルが4.2[V]以下であつた(すなわち検出信号S5及びS6が出力されていない状態)ときには、充電時間の短縮のために電圧検出回路54及び55の検出電圧を4.3[V]に切換える。
【0077】
充電制御回路52及び53は、電圧検出回路54及び55の検出電圧が4.3[V]に切換えられると、電圧検出回路54及び55から出力される検出信号S5及びS6の信号レベルは4.3[V]を越えた時点から急激に電流量が増加する。このとき充電制御回路52及び53は、検出信号S5及びS6がF点に示す電流レベルに到達すると、検出電圧を4.2[V]に切り換える。
【0078】
ところが、充電制御回路52及び53は、検出信号S5及びS6がF点に示す電流レベルのときに閾電圧の切換え動作を正常に行えないような場合には、G点に示す信号レベルのときに定電圧定電流回路3から4.3[V]の出力電圧を停止する。さらに定電圧定電流回路3の故障等によつて過充電電圧が供給された場合、H点に示す電流レベルのときに電池パツク51の保護回路25が電気経路を遮断することにより二次電池BTを保護するようになされている。
【0079】
また充電制御回路52及び53は、電圧検出回路54及び55の検出電圧を4.2[V]に切換えると、電圧検出回路54及び55から出力される検出信号S5及びS6の信号レベルは4.2[V]を越えた時点から急激に電流量が増加する。この場合、充電制御回路52及び53は電圧検出回路54及び55の検出信号S5及びS6の信号レベルが4.2[V]を越えてD点に示す信号レベルに到達したときに定電圧定電流回路3から4.2[V]の出力電圧を停止する。
【0080】
さらに定電圧定電流回路3の故障等によつて過充電電圧が供給された場合、E点に示す電流レベルのときに電池パツク51の保護回路25が電気経路を遮断することにより二次電池BTを保護するようになされている。
【0081】
すなわち、この充電制御装置17においては、まず第1の優先順位として電圧検出回路54及び55の閾電圧を切換え制御し、その次に定電圧定電流回路3の出力電圧を停止し、最後に保護回路25によつて二次電池BTを保護することにより、二次電池BTを短時間で充電できると共に、定電圧定電流回路3の出力電圧を制御し得なくなつたときでも電池パツクBTを過充電状態から保護することができる。
【0082】
次に、第1の優先順位として電圧検出回路54及び55の閾電圧を切り換え制御する充電制御回路52(又は53)の検出電圧切換処理手順を図10のフローチヤートを用いて説明する。充電制御回路52は、まずRT1の開始ステツプから入つてステツプSP1に移る。
【0083】
ステツプSP1において、充電制御回路52は電圧検出回路54及び55(閾電圧4.2[V])によつて検出した検出信号S5又はS6を取り込み、ステツプSP2に移る。ステツプSP2において、充電制御回路52は電圧検出回路54及び55から先に到着した方の検出信号S5又はS6に基づいて閾電圧が4.2[V]以下であるか否かを判定する。
【0084】
ここで否定結果が得られると、これは検出電圧が4.2[V]を越えていることを表しており、このとき充電制御回路52はステツプSP1に戻つて再度電圧検出を行う。これに対して肯定結果が得られると、これは検出電圧が4.2[V]以下であることを表しており、このとき充電制御回路52はステツプSP3に移る。
【0085】
ステツプSP3において、充電制御回路52は充電時間を短縮するために電圧検出回路54及び55の閾電圧を4.3[V]に切り換えてステツプSP4に移る。ステツプSP4において、優先制御回路24は定電圧定電流回路3によつて4.3[V]の出力電圧を二次電池BTに供給すると共に、充電制御回路52は電圧検出回路54及び55(閾電圧4.3[V])によつて検出した検出信号S5又はS6を取り込み、ステツプSP5に移る。
【0086】
ステツプSP5において、充電制御回路52は電圧検出回路54及び55から先に到着した方の検出信号S5又はS6に基づいて検出電圧が4.3[V]を越えたか否かを判定する。
【0087】
ここで否定結果が得られると、これは検出電圧が4.3[V]を越えていないことを表しており、このとき優先制御回路24はステツプSP4に戻つて再度電圧検出回路54及び55(閾電圧4.3[V])によつて検出した検出信号S5又はS6を取り込む。この場合、優先制御回路24は検出電圧が4.3[V]を越えていないので、4.3[V]の出力電圧を二次電池BTに供給し続ける。これに対して肯定結果が得られると、これは検出電圧が4.3[V]を越えたことを表しており、このとき充電制御回路52はステツプSP6に移る。
【0088】
ステツプSP6において、充電制御回路52は電圧検出回路54及び55の閾電圧を4.2[V]に切り換え、優先制御回路24によつて基準充電電圧(4.2[V])で二次電池BTを充電してステツプSP1に戻る。
【0089】
このように充電制御回路52は、上述の処理を繰り返すことにより、優先制御回路24によつて4.3[V]の出力電圧と4.2[V]の出力電圧とを検出信号S5又はS6に基づいて供給することができ、かくして短時間に二次電池BTを充電し得るようになされている。
【0090】
以上の構成において、この充電制御装置17においては、電圧検出回路54及び55から先に出力された検出信号S5又はS6の検出電圧が4.2[V]以下のときに、充電制御回路52及び53によつて電圧検出回路54及び55の閾電圧を共に4.3[V]に切り換えることにより、基準充電電圧よりも0.1[V]高い出力電圧(4.3[V])を定電圧定電流回路3から二次電池BTに供給する。
【0091】
次に、電圧検出回路54及び55から先に出力された検出信号S5又はS6の検出電圧がやがて4.3[V]になると、充電制御回路52及び53によつて電圧検出回路54及び55の閾電圧を共に4.2[V]に切り換えることにより、通常の基準充電電圧である4.2[V]の出力電圧を定電圧定電流回路3から供給する。これにより、二次電池BTは4.3[V]の出力電圧及び4.2[V]の出力電圧で充電されることにより短時間で充電される。
【0092】
また、この充電制御装置17においては、充電制御回路52及び53による閾電圧の切換制御が正常に実行し得なくなると、電圧検出回路54及び55から先に出力された検出信号S5又はS6に基づいて定電圧定電流回路3の出力を停止する。さらに、この充電制御装置17においては、定電圧定電流回路3が故障等により過充電が供給された場合、電池パツク51の保護回路25によつて電気経路を遮断することにより二次電池BTを保護する。
【0093】
このように、この充電制御装置17では電圧検出回路54及び55から先に出力された検出信号S5又はS6の電流レベルの変化に応じて、電流レベル(図9)の低い方から順に優先して検出電圧切換、定電圧定電流回路3の出力停止、保護回路25による電気経路の遮断を行うことができ、これにより二次電池BTを短時間でかつ安全に充電することができる。
【0094】
以上の構成によれば、この充電制御装置17においては電圧検出回路54及び55の閾電圧を二次電池BTの電圧値に応じて4.3[V]から4.2[V]、4.2[V]から4.3[V]に切り換えることにより、定電圧定電流回路3の出力電圧を調整して二次電池BTを充電することができ、かくして二次電池BTに対する充電時間を短縮できる。さらに、この充電制御装置17においては電圧検出回路54及び55の閾電圧を正常に切換え制御できない場合でも、検出信号S5又はS6の電流レベルの変化に応じて定電圧定電流回路3の出力停止、保護回路25による二次電池BTの保護動作を行うことができ、かくして二次電池BTを安全に充電することができる。
【0095】
(4)他の実施の形態
なお上述の第1〜第3の実施の形態においては、第1の検出手段としての電圧検出回路6及び54により定電圧定電流回路3の出力電圧を検出すると共に、第2の検出手段としての電圧検出回路22及び55により二次電池BTの充電電圧を検出し、これらの検出信号S1又はS2の電流レベルに基づいて充電制御するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電圧検出回路を用いる代わりに電流検出回路を用いて充電制御するようにしても良い。この場合、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0096】
また上述の第1及び第2の実施の形態においては、電圧検出回路6及び22の回路構成として図2及び図5に示したようなものを用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図11に示すように比較器P1及びP2の出力端に抵抗R11及びR12等の高インピーダンス素子を設けるようにしても良い。この場合、一方の電圧検出回路6(又は22)がシヨートして接地したとしても電圧検出回路22(又は6)からの検出信号S2(又はS1)を優先制御回路24に出力することができ、かくして優先制御回路24は電圧検出回路の一方が故障しても他方の電圧検出回路から供給される検出信号に基づいて充電制御することができる。
【0097】
さらに上述の第1及び第2の実施の形態においては、電圧検出回路6及び22の回路構成として比較器P1及びP2を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図12に示すようにツエナダイオードTD10と抵抗R13によつて電圧検出回路を構成するようにしても良い。この場合も上述の第1及び第2の実施の形態と同様に、定電圧定電流回路3からの出力電圧がツエナダイオードTD10の基準値(4.2[V])を越えたときに電流レベルが急峻に立ち上がる検出信号が出力され、当該検出信号の信号レベルに基づく優先制御を行うことができる。
【0098】
また図13に示すように、抵抗R15及びツエナダイオードTD15の中点電位をトランジスタQ5のベースに供給し、コレクタからの出力を抵抗R16、R17、R18によつて分圧して出力するようにしても良い。この場合、電圧レベルの3段階の変化に応じた優先制御を行うことができる。
【0099】
さらに上述の第1の実施の形態においては、充電装置20が制御手段としての優先制御回路24によつて定電圧定電流回路3の出力電圧を停止するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図14の充電装置71に示すように定電圧定電流回路3の出力電圧が4.2[V]を越えると、検出信号S1の信号レベルを電圧検出回路80によつて検出し、その電流レベルが所定の閾値を越えたときに電気経路に設けられたスイツチ回路81をストツプ回路82によつてオフ状態にするようにしても良い。これにより、充電装置71はスイツチ回路81をオフ状態にすることにより電気経路を遮断して過充電電圧の出力を防止することができる。
【0100】
さらに上述の第1及び第2の実施の形態においては、図1及び図4に示す構成の充電装置20、31及び電池パツク21を用いるようにした場合について述べたが本発明はこれに限らず、図15に示す充電制御装置18の充電装置90及び電池パツク91のように検出電圧が4.2[V]を越えた場合に電圧検出回路6及び22から出力される検出信号S1及びS2を検出信号検出回路92及び93によつて検出し、当該検出信号S1及びS2が検出された場合にスイツチ回路94及び95をオン状態にして検出信号S1及びS2を出力するようにしても良い。
【0101】
このようなスイツチ回路94及び95のオンオフを制御することにより検出信号S1を出力する制御処理手順を、図16のフローチヤートを用いて説明する。ここでは充電装置90における制御処理手順を説明し、電池パツク91におけるスイツチ回路95の制御処理手順は充電装置90における制御処理手順と同一であるため省略する。
【0102】
充電装置90においてはRT2の開始ステツプから入つてステツプSP11に移る。ステツプSP11において充電装置90は、入力端子A及びBを介してACアダプタから入力電源が供給されると、ステツプSP12に移る。
【0103】
ステツプSP12において充電装置90は、入力電源によつて定電圧定電流回路3を動作し始めるとステツプSP13に移る。ステツプSP13において充電装置90は、電圧検出回路6によつて出力された検出信号S1を検出信号検出回路92によつて検出してステツプSP14に移る。ステツプSP14において充電装置90は、検出信号検出回路92によつて検出信号S1が検出されたか否かを判定する。
【0104】
ここでステツプSP14において否定結果が得られると、これは検出信号S1が検出されていないことを表しており、このとき充電装置90はステツプSP13に戻つて再度検出信号S1の検出を行う。このとき充電装置90は、検出信号S1が検出されていないためスイツチ回路94をオン状態にすることはない。
【0105】
これに対してステツプSP14において肯定結果が得られると、これは検出信号S1が検出されたことを表しており、このとき充電装置90はステツプSP15に移つて、スイツチ回路94をオン状態にする。ステツプSP16において充電装置90は、スイツチ回路94をオン状態にしたことにより検出信号S1を検出信号処理回路96に出力して処理を終了する。
【0106】
これにより、検出信号出力回路96が先に到着した検出信号S1又はS2を優先制御回路24に出力し、過充電電圧検出回路97が過充電電圧レベルになつた検出信号S1又はS2を保護回路25に出力することにより、検出信号S1又はS2の信号レベルに応じて優先制御回路24、保護回路25の順に充電制御できると共に、スイツチ回路94又は95を介して検出信号S1又はS2を出力することができるため、一方の電圧検出回路6(又は22)が故障した場合でも他方の電圧検出回路22(又は6)による検出信号S2に基づいて充電制御することができる。
【0107】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、第1の検出信号及び第2の検出信号に検出電圧のばらつきがあつた場合でも、先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号に基づいて充電制御することにより検出電圧のばらつきを吸収し得、また先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号の電流レベルに基づいて先に定電圧定電流回路の出力を停止させ、次に電気経路を遮断させるように2段階に分けて二次電池を保護することができるので、二次電池を一段と安全に充電することができ、かくして二次電池を適正な充電電圧で安全に充電し得る充電制御方法及び充電制御装置を実現することができる。
【0108】
また本発明によれば、二次電池に対する充電電圧を第1電圧レベルと第2電圧レベルとの間で切り換えることができるので充電時間を短縮し得、かつ先に到着した方の第1の検出信号又は第2の検出信号の電流レベルに基づいて定電圧定電流回路自身の出力を停止させ、次に電気経路を遮断させるように2段階に分けて二次電池を保護することができるので、二次電池を一段と安全に充電することができ、かくして二次電池を適正な充電電圧で安全に充電し得る充電制御方法及び充電制御装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における充電制御装置の構成を示すブロツク図である。
【図2】電圧検出回路の構成を示すブロツク図である。
【図3】検出信号の電流レベルに応じた充電制御方法の説明に供するグラフである。
【図4】本発明の第2の実施の形態における充電制御装置の構成を示すブロツク図である。
【図5】定電圧定電流回路の構成を示すブロツク図である。
【図6】電圧及び電流レベルを示すグラフである。
【図7】本発明の第3の実施の形態における充電制御装置の構成を示すブロツク図である。
【図8】検出電圧の切換制御の説明に供するグラフである。
【図9】優先制御の順番の説明に供するグラフである。
【図10】検出電圧切換処理手順を示すフローチヤートである。
【図11】他の実施の形態による電圧検出回路の構成を示すブロツク図である。
【図12】他の実施の形態による電圧検出回路の構成を示すブロツク図である。
【図13】他の実施の形態による電圧検出回路の構成を示すブロツク図である。
【図14】他の実施の形態による充電装置の構成を示すブロツク図である。
【図15】他の実施の形態による充電制御装置の構成を示すブロツク図である。
【図16】他の実施の形態によるスイツチ回路の制御処理手順を示すフローチヤートである。
【図17】従来の充電装置及び電池パツクの構成を示すブロツク図である。
【図18】電圧検出範囲を示す略線図である。
【符号の説明】
1、20、31、50、90……充電装置、2、21、51、91……電池パツク、3……定電圧定電流回路、6、22、54、55……電圧検出回路、9、25……保護回路、15、16、17、18……充電制御装置。
Claims (6)
- 充電装置と電池装置とを第1の接続端子及び第2の接続端子を介して電気的に接続し、上記充電装置によつて上記電池装置の二次電池を充電する充電制御方法において、
上記充電装置の定電圧定電流回路によつて一定電圧及び一定電流が上記二次電池に供給された場合、上記充電装置に設けられた第1の検出回路により上記定電圧定電流回路の出力電圧を検出した結果得られる第1の検出信号を上記充電装置に設けられた優先制御回路へ出力すると共に、上記第1の検出回路と同一特性でなる上記電池装置に設けられた第2の検出回路により上記二次電池の充電電圧を検出した結果得られる第2の検出信号を上記優先制御回路へ第3の接続端子を介して出力する第1検出ステツプと、
上記充電装置に設けられた第1の検出回路により検出された上記第1の検出信号を上記電池装置に設けられた保護回路へ上記第3の接続端子を介して出力すると共に、上記電池装置に設けられた第2の検出回路により結果された上記第2の検出信号を上記保護回路へ出力する第2検出ステツプと、
上記優先制御回路に対して先に到着した方の上記第1の検出信号又は上記第2の検出信号が第1の電流レベルを超えると、上記定電圧定電流回路の出力を停止する制御ステツプと、
上記保護回路に対して先に到着した方の上記第1の検出信号又は上記第2の検出信号が上記第1の電流レベルよりも高く設定された第2の電流レベルを超えると、上記二次電池に対する電気経路を遮断して当該二次電池を保護する保護ステツプと
を具えることを特徴とする充電制御方法。 - 充電装置と電池装置とを第1の接続端子及び第2の接続端子を介して電気的に接続し、上記充電装置によつて上記電池装置の二次電池を充電する充電制御装置において、
一定電圧及び一定電流を上記二次電池に供給する上記充電装置に設けられた定電圧定電流回路と、
上記定電圧定電流回路によつて上記一定電圧及び上記一定電流が上記二次電池に供給されたときの上記定電圧定電流回路の出力電圧を検出することにより第1の検出信号を得る上記充電装置に設けられた第1の検出回路と、
上記定電圧定電流回路の出力電圧によつて充電される上記二次電池の充電電圧を検出することにより第2の検出信号を得る上記二次電池に設けられた上記第1の検出回路と同一特性を有する第2の検出回路と、
上記充電装置と上記電池装置との間を接続する第3の接続端子と、
上記第1の検出回路から供給される上記第1の検出信号及び上記第2の検出回路から上記第3の接続端子を介して供給される上記第2の検出信号のうち、先に到着した方の上記第1の検出信号又は上記第2の検出信号が第1の電流レベルを超えたとき上記定電圧定電流回路の出力を停止する上記充電装置に設けられた優先制御回路と、
上記第1の検出回路から上記第3の接続端子を介して供給される上記第1の検出信号及び上記第2の検出回路から供給される上記第2の検出信号のうち、先に到着した方の上記第1の検出信号又は上記第2の検出信号が上記第1の電流レベルよりも高く設定された第2の電流レベルを超えたとき上記二次電池に対する電気経路を遮断して当該二次電池を保護する上記電池装置に設けられた保護回路と
を具えることを特徴とする充電制御装置。 - 充電装置と電池装置とを第1の接続端子及び第2の接続端子を介して電気的に接続し、上記充電装置によつて上記電池装置の二次電池を充電する充電制御方法において、
上記充電装置の定電圧定電流回路によつて一定電圧及び一定電流が上記二次電池に供給された場合、上記充電装置に設けられた第1の検出回路により上記定電圧定電流回路の出力電圧を検出した結果得られる第1の検出信号を上記定電圧定電流回路へ出力すると共に、上記第1の検出回路と同一特性でなる上記電池装置に設けられた第2の検出回路により 上記二次電池の充電電圧を検出した結果得られる第2の検出信号を上記定電圧定電流回路へ第3の接続端子を介して出力する検出ステツプと、
上記定電圧定電流回路に対して先に到着した方の上記第1の検出信号又は上記第2の検出信号が第1の電流レベルを超えると、当該定電圧定電流回路の出力を停止する制御ステツプと、
上記定電圧定電流回路に対して先に到着した方の上記第1の検出信号又は上記第2の検出信号が上記第1の電流レベルよりも高く設定された第2の電流レベルを超えると、当該定電圧定電流回路からの制御命令に従い上記電池装置に設けられた保護回路により上記二次電池に対する電気経路を遮断して当該二次電池を保護する保護ステツプと
を具えることを特徴とする充電制御方法。 - 充電装置と電池装置とを第1の接続端子及び第2の接続端子を介して電気的に接続し、上記充電装置によつて上記電池装置の二次電池を充電する充電制御装置において、
一定電圧及び一定電流を上記二次電池に供給する上記充電装置に設けられた定電圧定電流回路と、
上記定電圧定電流回路によつて一定電圧及び一定電流が上記二次電池に供給された場合、上記定電圧定電流回路の出力電圧を検出することにより第1の検出信号を得る上記充電装置に設けられた第1の検出回路と、
上記定電圧定電流回路の出力電圧によつて充電される上記二次電池の充電電圧を検出することにより第2の検出信号を得る上記二次電池に設けられた上記第1の検出回路と同一特性を有する第2の検出回路と、
上記充電装置と上記電池装置との間で接続された第3の接続端子と
を具え、
上記定電圧定電流回路は、
上記第1の検出回路から供給される上記第1の検出信号及び上記第2の検出回路から上記第3の接続端子を介して供給される上記第2の検出信号のうち、先に到着した方の上記第1の検出信号又は上記第2の検出信号が第1の電流レベルを超えたとき当該定電圧定電流回路からの出力を停止し、
上記第1の検出回路から上記第3の接続端子を介して供給される上記第1の検出信号及び上記第2の検出回路から供給される上記第2の検出信号のうち、先に到着した方の上記第1の検出信号又は上記第2の検出信号が上記第1の電流レベルよりも高く設定された第2の電流レベルを超えたとき当該定電圧定電流回路からの制御命令を上記電池装置に設けられた保護回路へ供給することにより、当該保護回路により上記二次電池に対する電気経路を遮断して当該二次電池を保護する
ことを特徴とする充電制御装置。 - 充電装置と電池装置とを第1の接続端子及び第2の接続端子を介して電気的に接続し、上記充電装置によつて上記電池装置の二次電池を充電する充電制御方法において、
上記充電装置の定電圧定電流回路によつて一定電圧及び一定電流を上記二次電池に供給することにより充電する充電ステツプと、
上記充電装置に設けられた第1の検出回路によつて上記定電圧定電流回路の出力電圧を検出することにより第1の検出信号を得ると共に、上記第1の検出回路と同一特性を有する上記電池装置に設けられた第2の検出回路によつて上記二次電池の充電電圧を検出することにより第2の検出信号を得る検出ステツプと、
上記第1の検出信号による上記出力電圧又は上記第2の検出信号による上記充電電圧が所定の第1電圧レベル以下のとき、上記定電圧定電流回路の出力電圧レベルを所定の第2電圧レベルまで増大させ、上記第1の検出信号による上記出力電圧又は上記第2の検出信号による上記充電電圧が所定の第2電圧レベルを超えたとき、上記定電圧定電流回路の出力電圧レベルを強制的に上記第1電圧レベルまで低減させる電圧レベル調整ステツプと、
上記検出ステツプで検出された上記第1の検出信号又は上記第2の検出信号のうち、上 記充電装置に設けられた優先制御回路に対して先に到着した方の上記第1の検出信号又は上記第2の検出信号が第1の電流レベルを超えると、上記優先制御回路により上記定電圧定電流回路の出力を停止する制御ステツプと、
上記検出ステツプで検出された上記第1の検出信号又は上記第2の検出信号のうち、上記電池装置に設けられた保護回路に対して先に到着した方の上記第1の検出信号又は上記第2の検出信号が上記第1の電流レベルよりも高く設定された第2の電流レベルを超えると、上記保護回路により上記二次電池に対する電気経路を遮断して当該二次電池を保護する保護ステツプと
を具えることを特徴とする充電制御方法。 - 充電装置と電池装置とを第1の接続端子及び第2の接続端子を介して電気的に接続し、上記充電装置によつて上記電池装置の二次電池を充電する充電制御装置において、
一定電圧及び一定電流を上記二次電池に供給することにより充電する上記充電装置に設けられた定電圧定電流回路と、
上記定電圧定電流回路の出力電圧を検出することにより第1の検出信号を得る上記充電装置に設けられた第1の検出回路と、
上記二次電池の充電電圧を検出することにより第2の検出信号を得る上記電池装置に設けられた上記第1の検出回路と同一特性を有する第2の検出回路と、
上記第1の検出信号による上記出力電圧又は上記第2の検出信号による上記充電電圧が所定の第1電圧レベル以下のとき、上記定電圧定電流回路の出力電圧レベルを所定の第2電圧レベルまで増大させ、上記第1の検出信号による上記出力電圧又は上記第2の検出信号による上記充電電圧が所定の第2電圧レベルを超えたとき、上記定電圧定電流回路の出力電圧レベルを強制的に上記第1電圧レベルまで低減させる充電制御回路と、
上記充電装置と上記電池装置との間で接続された第3の接続端子と
上記第1の検出回路から供給される上記第1の検出信号及び上記第2の検出回路から上記第3の接続端子を介して供給される上記第2の検出信号のうち、先に到着した方の上記第1の検出信号又は上記第2の検出信号が第1の電流レベルを超えると上記定電圧定電流回路の出力を停止する上記充電装置に設けられた優先制御回路と、
上記第1の検出回路から上記第3の接続端子を介して供給される上記第1の検出信号及び上記第2の検出回路から供給される上記第2の検出信号のうち、先に到着した方の上記第1の検出信号又は上記第2の検出信号が上記第1の電流レベルよりも高く設定された第2の電流レベルを超えると、上記二次電池に対する電気経路を遮断して当該二次電池を保護する上記電池装置に設けられた保護回路と
を具えることを特徴とする充電制御装置。
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